CN116475820A - 双工序翻转加工设备及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械手技术领域，具体涉及一种双工序翻转加工设备及其工作方法。本双工序翻转加工设备包括：加工车床，其上设置有对二次定位后的毛坯工件加工的第一工装和对翻转后的工件加工的第二工装；定位台，设置在加工车床的一侧，其上设置有用于对毛坯工件进行二次定位的定位机构，以及用于翻转工件的翻转机构；多轴机械臂，设置在定位台和加工车床之间，其自由端设置有工件载具，用于分别抓取多个工件；其中所述机械臂适于在一次行程内带动工件载具抓取各工装上的加工完成的工件，并将定位台处抓取的多个待加工的工件分别移动并放置在相应的工装上，本发明可以在一个行程内依次实现加工车床内的两个工装处的卸料和上料，便于提升加工效率。

Description

双工序翻转加工设备及其工作方法

技术领域

本发明属于机械手技术领域，具体涉及一种双工序翻转加工设备及其工作方法。

背景技术

机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，其最大优势可以重复的做同一动作在机械正常情况下永远也不会觉得累，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。现代工业的自动化程度越来越高，机械手在工业生产中使用的非常普遍，机械手代替工人进行上下料、接料、移料和取料的工作。

目前的加工车床需要对工件进行横向、纵向的双工序加工，并且在两道加工工序的间隙需要将工件进行翻转，以保证第二道工序顺利进行。但是，现有的设备在将工件进行翻转的过程中需要等待，加工效率低下。

发明内容

本发明提供了一种双工序翻转加工设备及其工作方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种双工序翻转加工设备，包括：加工车床，其上设置有对二次定位后的毛坯工件加工的第一工装和对翻转后的工件加工的第二工装；定位台，设置在加工车床的一侧，其上设置有用于对毛坯工件进行二次定位的定位机构，以及用于翻转工件的翻转机构；多轴机械臂，设置在定位台和加工车床之间，其自由端设置有工件载具，用于通过夹持或负压吸取的方式分别抓取多个工件；其中所述多轴机械臂适于在一次行程内带动工件载具移动并抓取各工装上的加工完成的工件，并将定位台处抓取的多个待加工的工件分别移动并放置在相应的工装上。

进一步的，所述工件载具包括：载具座，转动安装在所述多轴机械臂的自由端；吸取组件，设置在载具座的一侧，用于吸取毛坯工件或者待翻转的工件；第一上料夹具，设置在载具座的另一侧，用于夹取经二次定位后的毛坯工件；第二上料夹具，设置在第一上料夹具同侧的载具座上，用于夹取翻转后的工件；卸料夹具，设置在吸取组件同侧的载具座上，用于夹取成品工件。

进一步的，所述翻转机构包括：定位架，设置在所述定位台上；翻转气缸，设置在定位架上；翻转夹具，设置在翻转气缸的输出端，用于夹持所述吸取组件吸取的待翻转的工件；其中所述翻转气缸适于驱动翻转夹具翻转，以使翻转夹具上夹持的待翻转的工件翻转。

进一步的，所述第一上料夹具、第二上料夹具、卸料夹具和翻转夹具的结构相同，均包括：夹取气缸，设置在所述载具座上或所述翻转气缸输出端；两个夹取块，相对设置在夹取气缸的输出端；所述夹取气缸适于驱动两个夹取块中至少一个移动，以夹取或松开相应的工件。

进一步的，所述吸取组件包括：至少两个负压管，设置在所述载具座上；若干吸盘，与各负压管一一对应设置；各所述吸盘通过负压管与外部负压源连通，以负压吸取相应的工件。

进一步的，所述载具座上还设置有吹扫组件，用于对各工装以及其上加工完成后的工件表面进行吹扫。

进一步的，所述定位机构包括：第一挡块、第二挡块，互相垂直设置在所述定位台上；第一顶推器，与第一挡块相对设置在所述定位台上；第二顶推器，与第二挡块相对设置在所述定位台上；其中所述第一、第二顶推器适于分别将定位台上的毛坯工件向第一、第二挡块处顶推，以对毛坯工件进行二次定位。

进一步的，所述双工序翻转加工设备还包括：可移动机柜，与所述加工车床分体设置，用于安装所述定位台和所述多轴机械臂；以及所述可移动机柜的底部还设置有若干顶撑件。

又一方面，本发明还提供了一种双工序翻转加工的方法，包括：吸取毛坯工件；移动至定位台处对毛坯工件进行二次定位后重新夹取毛坯工件；夹取经翻转机构翻转后的工件；移动至加工车床内的第二工装处，吹扫第二工装上的成品工件表面，并夹取成品工件；吹扫第二工装表面，并将翻转后的工件放入第二工装；移动至加工车床内的第一工装处，吹扫第一工装上待翻转的工件表面，并夹取该工件；吹扫第一工装表面，并将毛坯工件放入第一工装；移动至定位台处将待翻转的工件放置在翻转机构上翻转；移动至卸料位处将成品工件卸料。

进一步的，所述双工序翻转加工的方法采用上述双工序翻转加工设备进行加工。

本发明的有益效果是，本发明的多轴机械臂可以带动工件载具在一个行程内依次实现加工车床内的两个工装处的卸料和上料，在多轴机械臂带动工件载具上夹取的加工完成的工件离开加工车床后，以使两个工装处可以在上料完成后同时进行加工，便于提升加工效率。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的双工序翻转加工设备的俯视图；

图2是本发明的双工序翻转加工设备的立体图；

图3是本发明的多轴机械臂和工件载具的立体图及局部放大示意图；

图4是本发明的定位台的立体图。

图中：

定位台1、定位机构11、第一挡块111、第二挡块112、第一顶推器113、第二顶推器114、翻转机构12、定位架121、翻转气缸122、翻转夹具123、加工车床2、多轴机械臂3、工件载具4、夹取气缸401、夹取块402、载具座41、吸取组件42、负压管421、吸盘422、第一上料夹具43、第二上料夹具44、卸料夹具45、吹扫组件5、可移动机柜6、若干顶撑件7。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例提供了一种双工序翻转加工设备，包括：加工车床2，其上设置有对二次定位后的毛坯工件加工的第一工装和对翻转后的工件加工的第二工装；定位台1，设置在加工车床2的一侧，其上设置有用于对毛坯工件进行二次定位的定位机构11，以及用于翻转工件的翻转机构12；多轴机械臂3，设置在定位台1和加工车床2之间，其自由端设置有工件载具4，用于通过夹持或负压吸取的方式分别抓取多个工件；其中所述多轴机械臂3适于在一次行程内带动工件载具4移动并抓取各工装上的加工完成的工件，并将定位台1处抓取的多个待加工的工件分别移动并放置在相应的工装上。

在本实施例中，多轴机械臂3可以带动工件载具4在一个行程内依次实现加工车床2内的两个工装处的卸料和上料，在多轴机械臂3带动工件载具4上夹取的加工完成的工件离开加工车床2后，以使两个工装处可以在上料完成后同时进行加工，便于提升加工效率。

在本实施方式中，所述的多轴机械臂3可以是6轴机械臂。

在一些应用场景中，现有的机械臂上一般只配置有一组工件固定机构，分别用于在工装处卸料和上料，为了加工长方体工件的各个面，则需要将长方体工件进行翻转，如果将翻转工位设置在加工车床2内部，工件加工产生的碎屑容易对经过前道工序加工的工件造成划伤，则每次翻转均需要清理翻转工位；而如果将翻转工位设置在加工车床2外部，常规的加工手段是通过机械臂的两次行程，分别进行两个工装上的卸料、上料后，两个工装同时加工，但在出加工车床2翻转再回到加工车床内的过程中，两个工装均处于待机状态，等待时间较长，不利于提升工件的加工效率。

如图3所示，在一些实施例中，所述工件载具4包括：载具座41，转动安装在所述多轴机械臂3的自由端；吸取组件42，设置在载具座41的一侧，用于吸取毛坯工件或者待翻转的工件；第一上料夹具43，设置在载具座41的另一侧，用于夹取经二次定位后的毛坯工件；第二上料夹具44，设置在第一上料夹具43同侧的载具座41上，用于夹取翻转后的工件；卸料夹具45，设置在吸取组件42同侧的载具座41上，用于夹取成品工件。

在本实施方式中，设置有至少一个吸取组件42通过负压固定吸取工件的上表面，可以便于将不方便夹取的工件取出；第一、第二上料夹具上的被夹持的工件需要与相应的工装上的工件放置位匹配，以使上料过程无需调整，一步到位；卸料夹具45可以夹取第二工装上加工完成的成品工件，并通过机械臂移动至卸料位处，以将各成品工件整齐码放在卸料位。

在一些应用场景中，为了对长方体工件的各个待加工面进行加工，一般需要双工序或者多工序加工全面加工，并且在相邻的两道工序之间需要对该工件进行翻转调整加工面，以便于下一道工序的加工，但是现有的夹具夹持的工件无法自动翻转后继续上料，因此需要借助翻转机构12进行翻转。

如图4所示，在一些实施例中，所述翻转机构12包括：定位架121，设置在所述定位台1上；翻转气缸122，设置在定位架121上；翻转夹具123，设置在翻转气缸122的输出端，用于夹持所述吸取组件42吸取的待翻转的工件；其中所述翻转气缸122适于驱动翻转夹具123翻转，以使翻转夹具123上夹持的待翻转的工件翻转。

在本实施方式中，翻转气缸122可拆卸安装在定位架121上，可以根据具体的翻转需求调整翻转气缸122在定位架121上的位置。

在一些实施例中所述第一上料夹具43、第二上料夹具44、卸料夹具45和翻转夹具123的结构相同，均包括：夹取气缸401，设置在所述载具座41上或所述翻转气缸122的输出端；两个夹取块402，相对设置在夹取气缸401的输出端；所述夹取气缸401适于驱动两个夹取块402中至少一个移动，以夹取或松开相应的工件。

在本实施方式中，各夹取块402的夹取部靠近夹取气缸401处设置有限位块，适于限制工件的夹取深度，通过与工件的三面相抵，也可以避免工件在夹取过程中移位而导致与相应的工装不匹配，夹取气缸401可以同时驱动两个夹取块402相对移动，也可以是驱动其中一个夹取块402朝向另一个夹取块402移动，以及稳定夹取工件。

在一些实施例中，所述吸取组件42包括：至少两个负压管421，设置在所述载具座41上；若干吸盘422，与各负压管421一一对应设置；各所述吸盘422通过负压管421与外部负压源连通，以负压吸取相应的工件。

在一些应用场景中，工件加工会产生余屑，当对成品工件的表面平整度要求较高时，需要避免工装上的余屑划伤工件与工装接触的表面，另外，在夹取完成加工的工件时，工件表面的余屑残留也会划伤表面。

在一些实施例中，所述载具座41上还设置有吹扫组件5，用于对各工装以及其上加工完成后的工件表面进行吹扫。

在本实施方式中，可选的，吹扫组件5可以设置在各夹具的夹取气缸401上，通过与外部空气源连通吹扫工装以及完成加工的工件表面的余屑，避免划伤工件表面，保证加工精度。

在一些应用场景中，毛坯工件的堆放角度不同，会导致吸取组件42负压吸取的毛坯工件与第一工装上的工件放置走向不匹配，无法准确上料，因此，需要在上料前对吸取的毛坯工件进行二次定位，以使其匹配第一工装上的工件放置走向。

如图4所示，在本实施例中，所述定位机构11包括：第一挡块111、第二挡块112，互相垂直设置在所述定位台1上；第一顶推器113，与第一挡块111相对设置在所述定位台1上；第二顶推器114，与第二挡块112相对设置在所述定位台1上；其中所述第一、第二顶推器适于分别将定位台1上的毛坯工件向第一、第二挡块处顶推，以对毛坯工件进行二次定位。

在本实施方式中，通过相应顶推器将毛坯工件顶推至与各挡块相抵，以使二次定位后的毛坯工件与第一工装上工件放置的位置走向匹配，便于夹取后移动至第一工装处上料。

在本实施例中，所述双工序翻转加工设备还包括：可移动机柜6，设置在所述加工车床2的一侧，用于安装所述定位台1和所述多轴机械臂3；以及所述可移动机柜6的底部还设置有若干顶撑件7。

在本实施方式中，与多轴机械臂3以及其自由端的工件载具4和定位台1的各驱动件电性相连的控制模块可以放置在可移动机柜6内，通过若干顶撑件7可以将该可移动机柜6顶撑固定，以便于进行工件的稳定抓取，可以根据不同的加工需求，与不同的加工车床2配合进行工件加工。

实施例2

在上述实施例1的基础上，本实施例还提供了一种双工序翻转加工的方法，包括：吸取毛坯工件；移动至定位台1处对毛坯工件进行二次定位后重新夹取毛坯工件；夹取经翻转机构12翻转后的工件；移动至加工车床2内的第二工装处，吹扫第二工装上的成品工件表面，并夹取成品工件；吹扫第二工装表面，并将翻转后的工件放入第二工装；移动至加工车床2内的第一工装处，吹扫第一工装上待翻转的工件表面，并夹取该工件；吹扫第一工装表面，并将毛坯工件放入第一工装；移动至定位台1处将待翻转的工件放置在翻转机构12上翻转；移动至卸料位处将成品工件卸料。

在本实施例中，双工序翻转加工的方法可以采用上述实施例1中所述的双工序翻转加工设备进行加工。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种双工序翻转加工设备，其特征在于，包括：

加工车床(2)，其上设置有对二次定位后的毛坯工件加工的第一工装和对翻转后的工件加工的第二工装；

定位台(1)，设置在加工车床(2)的一侧，其上设置有用于对毛坯工件进行二次定位的定位机构(11)，以及用于翻转工件的翻转机构(12)；

多轴机械臂(3)，设置在定位台(1)和加工车床(2)之间，其自由端设置有工件载具(4)，用于通过夹持或负压吸取的方式分别抓取多个工件；其中

所述多轴机械臂(3)适于在一次行程内带动工件载具(4)移动并抓取各工装上的加工完成的工件，并将定位台(1)处抓取的多个待加工的工件分别移动并放置在相应的工装上。

2.根据权利要求1所述的双工序翻转加工设备，其特征在于，

所述工件载具(4)包括：

载具座(41)，转动安装在所述多轴机械臂(3)的自由端；

吸取组件(42)，设置在载具座(41)的一侧，用于吸取毛坯工件或者待翻转的工件；

第一上料夹具(43)，设置在载具座(41)的另一侧，用于夹取经二次定位后的毛坯工件；

第二上料夹具(44)，设置在第一上料夹具(43)同侧的载具座(41)上，用于夹取翻转后的工件；

卸料夹具(45)，设置在吸取组件(42)同侧的载具座(41)上，用于夹取成品工件。

3.根据权利要求2所述的双工序翻转加工设备，其特征在于，

所述翻转机构(12)包括：

定位架(121)，设置在所述定位台(1)上；

翻转气缸(122)，设置在定位架(121)上；

翻转夹具(123)，设置在翻转气缸(122)的输出端，用于夹持所述吸取组件(42)吸取的待翻转的工件；其中

所述翻转气缸(122)适于驱动翻转夹具(123)翻转，以使翻转夹具(123)上夹持的待翻转的工件翻转。

4.根据权利要求3所述的双工序翻转加工设备，其特征在于，

所述第一上料夹具(43)、第二上料夹具(44)、卸料夹具(45)和翻转夹具(123)的结构相同，均包括：

夹取气缸(401)，设置在所述载具座(41)上或所述翻转气缸(122)输出端；

两个夹取块(402)，相对设置在夹取气缸(401)的输出端；

所述夹取气缸(401)适于驱动两个夹取块(402)中至少一个移动，以夹取或松开相应的工件。

5.根据权利要求3所述的双工序翻转加工设备，其特征在于，

所述吸取组件(42)包括：

至少两个负压管(421)，设置在所述载具座(41)上；

若干吸盘(422)，与各负压管(421)一一对应设置；

各所述吸盘(422)通过负压管(421)与外部负压源连通，以负压吸取相应的工件。

6.根据权利要求2所述的双工序翻转加工设备，其特征在于，

所述载具座(41)上还设置有吹扫组件(5)，用于对各工装以及其上加工完成后的工件表面进行吹扫。

7.根据权利要求1所述的双工序翻转加工设备，其特征在于，

所述定位机构(11)包括：

第一挡块(111)、第二挡块(112)，互相垂直设置在所述定位台(1)上；

第一顶推器(113)，与第一挡块(111)相对设置在所述定位台(1)上；

第二顶推器(114)，与第二挡块(112)相对设置在所述定位台(1)上；其中

所述第一、第二顶推器适于分别将定位台(1)上的毛坯工件向第一、第二挡块处顶推，以对毛坯工件进行二次定位。

8.根据权利要求1所述的双工序翻转加工设备，其特征在于，还包括：

可移动机柜(6)，设置在所述加工车床(2)的一侧，用于安装所述定位台(1)和所述多轴机械臂(3)；以及

所述可移动机柜(6)的底部还设置有若干顶撑件(7)。

9.一种双工序翻转加工的方法，其特征在于，包括：

吸取毛坯工件；

移动至定位台(1)处对毛坯工件进行二次定位后重新夹取毛坯工件；

夹取经翻转机构(12)翻转后的工件；

移动至加工车床(2)内的第二工装处，吹扫第二工装上的成品工件表面，并夹取成品工件；

吹扫第二工装表面，并将翻转后的工件放入第二工装；

移动至加工车床(2)内的第一工装处，吹扫第一工装上待翻转的工件表面，并夹取该工件；

吹扫第一工装表面，并将毛坯工件放入第一工装；

移动至定位台(1)处将待翻转的工件放置在翻转机构(12)上翻转；移动至卸料位处将成品工件卸料。

10.根据权利要求9所述的双工序翻转加工的方法，其特征在于，

采用如权利要求1-8任一项所述的双工序翻转加工设备。